C++构造和解析Json的使用示例

简介

Json是一种轻量级的数据交换格式，常用于前后端数据传输、配置文件等。本文将介绍在C++中如何构造和解析Json数据。

Json库

C++中有很多称手的Json库，常用的有：

• RapidJson
• nlohmann/json
• C++ Json

这些库都提供了简单易用的Api，形式上大同小异，具体使用可以结合文档查询。

以下示例以RapidJson为例进行说明。

构造Json数据

RapidJson提供了Document类型表示Json文档，可以通过以下方式构造Json数据：

#include "rapidjson/document.h"
#include "rapidjson/writer.h"
#include "rapidjson/stringbuffer.h"

using namespace rapidjson;

int main() {
    Document doc;
    doc.SetObject();  // 构造一个Object类型的Json

    Value name;
    name.SetString("Alice");
    doc.AddMember("name", name, doc.GetAllocator());

    Value age;
    age.SetInt(20);
    doc.AddMember("age", age, doc.GetAllocator());

    Value interests;
    interests.SetArray();
    Value hobby1, hobby2;
    hobby1.SetString("reading");
    hobby2.SetString("music");
    interests.PushBack(hobby1, doc.GetAllocator());
    interests.PushBack(hobby2, doc.GetAllocator());
    doc.AddMember("interests", interests, doc.GetAllocator());

    StringBuffer buffer;
    Writer<StringBuffer> writer(buffer);
    doc.Accept(writer);

    std::cout << buffer.GetString() << std::endl;
    return 0;
}

以上代码通过向Document对象添加Value类型的成员构造一个Json对象，并将其输出到标准输出流。

输出结果：

{"name":"Alice","age":20,"interests":["reading","music"]}

解析Json数据

解析Json也是同样简单，只需在Document对象上调用Parse()方法，传入Json数据即可。

const char* json = "{\"name\":\"Alice\",\"age\":20,\"interests\":[\"reading\",\"music\"]}";
Document doc;
doc.Parse(json);

std::string name = doc["name"].GetString();
int age = doc["age"].GetInt();
std::vector<std::string> interests;
const Value& interestArray = doc["interests"];
for (SizeType i = 0; i < interestArray.Size(); i++) {
    interests.push_back(interestArray[i].GetString());
}

std::cout << "name: " << name << std::endl;
std::cout << "age: " << age << std::endl;
std::cout << "interests:" << std::endl;
for (const auto& interest : interests) {
    std::cout << "- " << interest << std::endl;
}

以上代码读取一个Json字符串，解析后将数据存储在相应的变量中，并输出到标准输出流。

输出结果：

name: Alice
age: 20
interests:
- reading
- music

示例说明

示例一

假设我们需要在C++程序中读取并处理一个外部服务器的配置文件，文件格式为Json，内容如下所示：

{
    "host": "127.0.0.1",
    "port": 8080,
    "workers": [
        { "name": "worker1", "type": "A", "enabled": true },
        { "name": "worker2", "type": "B", "enabled": false }
    ]
}

其中，host、port为简单类型，workers为数组类型，其元素为具有多个字段的对象类型。

读取并处理该文件的代码如下：

std::ifstream ifs("/path/to/config.json");
std::string json((std::istreambuf_iterator<char>(ifs)), std::istreambuf_iterator<char>());

Document doc;
doc.Parse(json.c_str());

std::string host = doc["host"].GetString();
int port = doc["port"].GetInt();
std::vector<std::string> workerNames;
const Value& workerArray = doc["workers"];
for (SizeType i = 0; i < workerArray.Size(); i++) {
    const Value& worker = workerArray[i];
    if (worker["enabled"].GetBool()) {
        workerNames.push_back(worker["name"].GetString());
    }
}

std::cout << "host: " << host << std::endl;
std::cout << "port: " << port << std::endl;
std::cout << "enabled workers:" << std::endl;
for (const auto& workerName : workerNames) {
    std::cout << "- " << workerName << std::endl;
}

该代码通过读取文件内容，并使用RapidJson解析Json数据，将host、port与所有enabled的worker名称输出到标准输出流。

输出结果：

host: 127.0.0.1
port: 8080
enabled workers:
- worker1

示例二

假设我们需要将一个C++程序计算得到的数据导出为一个Json文件，格式如下：

{
    "input": {
        "n": 10,
        "m": 5
    },
    "output": [
        { "value": 3.14, "note": "result 1" },
        { "value": -0.5, "note": "result 2" }
    ]
}

其中，input为对象类型，包含两个字段；output为数组类型，包含多个对象，其每个对象包含两个字段。

将数据导出为上述Json文件的代码如下：

Document doc;
doc.SetObject();

Value input;
input.SetObject();
input.AddMember("n", 10, doc.GetAllocator());
input.AddMember("m", 5, doc.GetAllocator());
doc.AddMember("input", input, doc.GetAllocator());

Value output;
output.SetArray();
Value result1, result2;
result1.SetObject();
result1.AddMember("value", 3.14, doc.GetAllocator());
result1.AddMember("note", "result 1", doc.GetAllocator());
output.PushBack(result1, doc.GetAllocator());
result2.SetObject();
result2.AddMember("value", -0.5, doc.GetAllocator());
result2.AddMember("note", "result 2", doc.GetAllocator());
output.PushBack(result2, doc.GetAllocator());
doc.AddMember("output", output, doc.GetAllocator());

std::ofstream ofs("/path/to/output.json");
StringBuffer buffer;
Writer<StringBuffer> writer(buffer);
doc.Accept(writer);
ofs << buffer.GetString() << std::endl;

以上代码创建了一个Json文档，并将其输出到指定路径下的Json文件。

结语

本文简单介绍了在C++中如何构造和解析Json数据，以提供开发时参考之用。实际应用中需特别注意文档对象的内存管理问题。